How to decrease the effect from sun light when the motion capturing system is working. This is one of the queue to solve. We use the optical band pass filter for the Fraunhofer lines with the video camera. The camera get dark image under the sunlight and easy to get the image of LED(405nm). This slide is presented in Virtual Reality Conference 2011.

1. 直射日光対応型ウエアラブル
光学モーションキャプチャ装置
新居英明、Nyan Lin Htat、
稲見昌彦、Adrian D Cheok

2. 背景1
• ウエアラブル型光学キャプチャシステム
▫ 周りの風景を記録
▫ 人の動作を記録

3. 背景2
• USBカメラによるイメージキャプチャ
▫ USBカメラは一般的で安価
▫ カメラによるマーカ計測は比較的簡単
▫ 直射日光下で使用不能
直射日光下において、安定し
て使用可能な手法が望まれる

4. 目的
• 特別のフィルタにより、USBカメラで
LEDマーカのみを受光
▫ 太陽光は阻止
▫ 特定のLEDの光を透過
Sun Light
LED Light
Special Filter
Camera

5. 太陽エネルギー
可視光線
From American Society for Testing and Materials (ASTM)

6. フラウンホーファー線
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fraunhofer_lines.svg
• 太陽スペクトル中の吸収線が存在
• 吸収線にあわせ、暗線として現れる
• 暗線の波長のみを透過するフィルタの設計

7. フラウンホーファー線
From American Society for Testing and Materials (ASTM)

8. フィルタの設計指針
1. 製造可能なフィルタのバンド幅を決定
メルスグリオ社：1nm幅
2. 可視光における透過量最小となる波長
波長[nm] W・m-2・nm-1 名称
383.5 1.0 L線(Fe)
393.5 1.0 K線(Ca)
761.0 1.0 A線(O2)
3. 但し、該当フィルタを透過できるLEDが
手に入るか検討する必要あり。

9. 試作した光学フィルタについて
中心帯域:393.4nm
半値幅:1nm以下

10. 光学フィルタ特性
393nm 394nm
13.5%
0.0%

11. 実験方法
• 光学フィルタを以下の図のように付加
▫ フィルタの入射条件を守るためテレセン
トリック光学系を構成
Lens
Pin Hole
Filter
CCD
SUN Light
LED

12. 実験セットアップ
屋内実験
• 光学フィルタ（あり／なし）カメラ
• 405nm LED(22mW)
• 3W 蛍光灯ランプ
屋外実験
• 太陽光下

13. 実験の様子

14. 実験結果１
• 405nmLEDと蛍光灯とは完全に分離可能
図１：フィルタなし映像
左：カメラ画像、右：二値化画像
図２：フィルタ付映像
左：カメラ画像、右：二値化画像

15. 実験結果２
• フィルタを付けて撮像すると、太陽光も
十分減衰し、LEDと同時に受光可能
図３：太陽のみの映像
左：カメラ画像、右：二値化画像
図４：LEDと太陽映像
左：カメラ画像、右：二値化画像

16. まとめ
• フィルタを用いて外乱光の影響を少なく
することに成功
• 狭帯域フィルタによる屋外モーション
キャプチャの可能性を示すことができた

17. 今後の課題
• LED光量の検討
▫ 現在の条件では強度が強い(22mW/sr)
▫ 405nmではなく393nmのLEDが市販さ
れているので、検討する必要あり
• 光学系の検討
▫ 狭帯域フィルタでは入射条件が垂直であ
る必要があり、光学系が特殊
▫ より簡易なフィルタにおける効果を検討
する必要あり

18. 実験の様子(再掲)

19. Thank you!

20. 諸元
• LED
▫ メーカ：OptoSupply Limited
▫ 型番：OSSV531
▫ 中心波長：405nm
▫ 出力：22mW/sr
• USBカメラ
▫ メーカ：サンワサプライ
▫ 型番：CMS-010BK
• フィルタ
▫ メーカ：メルスグリオ
▫ 型番：010FC04-12.5/3934